Question

某化学课外活动小组设计实验探究氮的化合物的性质，装置如图1所示（A装置未画出），其中A为气体发生装置．A中所用试剂，从下列固体物质中选取：
a．NH₄HCO₃   b．NH₄Cl   c．Ca（OH）₂ d．NaOH

检查装置气密性后，先将C处铂丝网加热至红热，再将A处产生的气体通过B装置片刻后，撤去C处酒精灯．部分实验现象如下：铂丝继续保持红热，D中充满红棕色气体．
（1）实验室制取A中气体时若只用一种试剂，该试剂是

 

（填代表备选试剂的字母）；此时A中主要的玻璃仪器有

 

（填名称）．
（2）A中产生的物质被B中Na₂O₂充分吸收，写出任意一个B中发生反应的化学方程式：

 

．
（3）F中的溶液中的现象有

 

；
（4）D中有时能看到白烟，其原因用化学方程式表示为

 

对上述装置进行简单改造就可避免这种现象，这种简单改造是

 

（5）请在图2的坐标中画出C装置中反应发生过程中的能量变化示意图，并在虚线上分别标出反应物和生成物的化学式

 

．
（6）待实验结束后（装置已按（4）中要求进行了改造），将D中试管取下倒插入盛有水的水槽中，发现水进入试管的体积明显超过试管容积的

2

3

，其可能的原因有：（任答一点）

 

．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：

分析：（1）碳酸氢铵受热分解产生氨气、水和二氧化碳，固体加热分解可以在大试管中进行；
（2）二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，水和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气；
（3）C中氨气催化氧化生成NO，NO与氧气生成二氧化氮，通入水中生成硝酸和NO，硝酸与Cu反应生成硝酸铜；
（4）D中NO与氧气生成二氧化氮，二氧化氮与水生成硝酸，硝酸与氨气生成硝酸铵；
（5）撤去C处酒精灯，铂丝继续保持红热，说明该反应是放热反应，根据能量守恒判断反应物和生成物的能量相对大小；
（6）二氧化氮与水的反应为3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，将D中试管取下倒插入盛有水的水槽中，若只发生该反应则水进入试管的体积为试管容积的

2

3

，另外

1

3

为NO，结合NO的性质分析．

解答： 解：（1）根据题意：C处铂丝网加热至红热，再将A处产生的气体通过B装置片刻后，撤去C处酒精灯，铂丝继续保持红热，F处铜片逐渐溶解，说明有硝酸生成，所以A中获得的是氨气，加热NH₄HCO₃分解可以产生氨气，固体加热分解可以在大试管中进行，
故答案为：a；试管、酒精灯；
（2）二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，水和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气，
反应的方程式为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂ ↑或2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
故答案为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂ ↑或2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（3）C中氨气催化氧化生成NO，NO与氧气生成二氧化氮，通入水中生成硝酸和NO，所以水中有气泡生成，生成的NO在矿口瓶上方与氧气结合生成红棕色的二氧化氮，硝酸与Cu反应生成硝酸铜，所以溶液变蓝色；
故答案为：水中产生气泡，溶液逐渐变为蓝色，气体在广口瓶上方变为红棕色；
（4）D中NO与氧气生成二氧化氮，二氧化氮与水生成硝酸，硝酸与氨气生成硝酸铵，硝酸铵为固体，所以会有白烟生成，则发生的反应为：2NO+O₂=2NO₂，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，NH₃+HNO₃=NH₄NO₃；
故答案为：2NO+O₂=2NO₂，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，NH₃+HNO₃=NH₄NO₃；
（5）撤去C处酒精灯，铂丝继续保持红热，说明该反应是放热反应，根据能量守恒知，反应物的能量大于生成物的能量，
，故答案为：；
（6）二氧化氮与水的反应为3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，将D中试管取下倒插入盛有水的水槽中，若只发生该反应则水进入试管的体积为试管容积的

2

3

，另外

1

3

为NO，若D中还有氧气，则NO与氧气反应生成二氧化氮，又能与水反应，则气体的体积减小，水的体积变大，所以水进入试管的体积明显超过试管容积的

2

3

，其可能的原因有气体中含有氧气；
故答案为：D中含有氧气．

点评：本题考查了氨气的制取和性质的实验方案设计，侧重于考查学生的实验探究能力和对基础知识的综合应用能力，题目难度中等，明确实验原理、实验目的及化合物的性质是解题的关键．